迷信家运用超概况实现平面内纳米位移光学感测—往事—迷信网

中国迷信技术大学光电子迷信与技术安徽省重点试验室微纳光学与技术课题组王沛教授以及鲁拥华副教授在详尽位移的迷信米位光学感测钻研方面取患上新妨碍，妄想了一种光学超概况（metasurface，家运将二维平面的用超移光位移信息映射为双通道偏光干涉的光强变更，实现为了平面内恣意挪移轨迹的概况大批程（百微米量级）、高精度（亚纳米）的实现事迷非打仗感测。钻研下场以“High-precision two-dimensional displacement metrology based on matrix metasurface”为题，平面于2024年1月10日在线宣告在《Science Advances》上。内纳

纳米级长度以及位移丈量是学感信网光学详尽丈量规模的紧张根基钻研课题，在半导体叠对于倾向丈量（overlay metrology）、测往详尽瞄准与跟踪等方面具备关键熏染。迷信米位传统的家运光学干涉仪尽管可能实现纳米及亚纳米的丈量精度，但零星重大、用超移光易受情景干扰。概况近些年来该课题组基于微纳妄想光场调控技术睁开出了一些位移感测技术，实现事迷实现为了亚纳米的平面丈量精度(Phys. Rev. Lett., 124, 243901 ( 2020)；Sci. Adv. 8, eadd1973 (2022))。可是这些一维位移丈量技术在跟踪面内挪移的运用中需要克制装置倾向，限度了丈量的晃动性以及坚贞性。

图1（a）基于超概况二维位移感测的道理图；（b）位移感测零星试验装置展现图；（c）输入功率随超概况二维位移的变更。

为此，课题组进一步提出了一种基于超概况光场调控的二维位移详尽丈量的光学新技术。妄想了一种超概况，不光可能实现二维的光学衍射，且可能同时定制每一个衍射级次光场的偏振态，运用差距衍射级次组合的双通道偏光干涉，同时记实二维平面内的恣意位移。经由相位解算算法从双通道偏光干涉光强中取患上高精度、大批程的二维位移信息。试验证实该位移丈量技术的精度可能抵达0.3纳米，丈量量程抵达200微米以上。

图2（a）二维位移丈量零星的丈量精度；（b）长距离距离的四个字母形态道路的丈量服从；（c）亚微米尺寸重大图案边缘道路的丈量服从。

该技术可能同时测患上二维位移信息，可实用被用于跟踪二维平面内的恣意重大行动。课题组相关钻研使命拓展了光学超概况的运用规模，提升了详尽位移光学传感技术的坚贞性以及集成度，揭示了超概况光场调控能耐对于传统光学技术的赋能熏染。

光电子迷信与技术安徽省重点试验室的臧昊峰博士是该论文的第一作者，鲁拥华副教授以及王沛教授是论文的配合通讯作者。该使命患上到了科技部、国家做作迷信基金委以及安徽省的经费反对于。

论文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adk2265